การตีความทางเทคนิคและการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรมของตัวบ่งชี้มลพิษ COD และ BOD ในการวิเคราะห์น้ำเสีย

I. ตรรกะทางวิศวกรรมของ COD และ BOD เป็นตัวบ่งชี้มลพิษที่ครอบคลุม

องค์ประกอบของสารมลพิษอินทรีย์ในน้ำเสียมีความซับซ้อน น้ำเสียทางอุตสาหกรรมที่เกิดขึ้นจริงอาจมีสารประกอบอินทรีย์หลายสิบหรือหลายร้อยชนิด เช่น แอลกอฮอล์ เอสเทอร์ อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน กรดอินทรีย์ และสารลดแรงตึงผิว ในทางปฏิบัติทางวิศวกรรมไม่สามารถดำเนินการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณแยกกันทีละรายการได้

สารอินทรีย์ทั้งหมดมีลักษณะร่วมกันสองประการ ประการแรก โครงสร้างโมเลกุลประกอบด้วยองค์ประกอบของคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นอย่างน้อย ประการที่สอง อินทรียวัตถุส่วนใหญ่สามารถสลายตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำได้ในระหว่างการออกซิเดชันทางเคมีหรือเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่มาพร้อมกับการใช้ออกซิเจน มีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงระหว่างความเข้มข้นของอินทรียวัตถุและการใช้ออกซิเจน

ตามหลักการนี้ จึงมีการกำหนดตัวบ่งชี้ที่ครอบคลุม 2 ตัวในด้านวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม:

• ความต้องการออกซิเจนทางเคมี ( COD ):ปริมาณออกซิเจนที่ใช้เมื่ออินทรียวัตถุและสารอนินทรีย์รีดิวซ์ในตัวอย่างน้ำถูกออกซิไดซ์โดยสารเคมีออกซิไดซ์ เช่น โพแทสเซียมไดโครเมตภายใต้สภาวะกรดแก่ ซึ่งแสดงเป็น มก./ลิตร

• ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี ( BOD ):ปริมาณออกซิเจนละลายน้ำที่จุลินทรีย์ใช้สลายสารอินทรีย์ในน้ำภายใต้อุณหภูมิคงที่และสภาวะที่มืดที่อุณหภูมิ 20°C ระยะเวลาการตรวจจับทั่วไปคือ 5 วัน บันทึกเป็น BOD5

ตัวบ่งชี้ทั้งสองสามารถสะท้อนถึงระดับมลพิษอินทรีย์โดยรวมในน้ำเสียด้วยค่าเดียว กระบวนการตรวจจับมีมาตรฐานสูง ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิเคราะห์น้ำเสีย การออกแบบกระบวนการบำบัด และการประเมินการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม

II. ความแตกต่างทางเทคนิคและขอบเขตการใช้งานของ COD และ BOD

2.1 ความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD)

COD ไม่ได้จำกัดอยู่ที่ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของสารอินทรีย์ และสามารถตรวจจับสารอินทรีย์ส่วนใหญ่ได้ รวมถึงสารที่ทนไฟด้วย อย่างไรก็ตาม COD ไม่สามารถแยกแยะระหว่างสารอินทรีย์กับสารอนินทรีย์รีดิวซ์ได้

ในโครงการบำบัดน้ำเสียจริง ผลการทดสอบ COD อาจถูกรบกวนโดยสารอนินทรีย์ต่อไปนี้:

2.2 ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (BOD₅)

BOD₅ สะท้อนถึงปริมาณอินทรียวัตถุในน้ำเสียโดยตรงที่จุลินทรีย์สามารถย่อยสลายได้ และสามารถประเมินปริมาณมลพิษและความเหมาะสมของกระบวนการบำบัดจากมุมมองทางชีวเคมี อย่างไรก็ตาม ตัวบ่งชี้นี้มีข้อจำกัดทางวิศวกรรมดังต่อไปนี้:

• รอบการตรวจจับที่ยาวนาน: วิธีการมาตรฐานต้องใช้เวลาในการเพาะปลูก 5 วัน และไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการควบคุมกระบวนการแบบเรียลไทม์ได้

• การพึ่งพากิจกรรมของจุลินทรีย์: สำหรับน้ำเสียอุตสาหกรรมที่มีสารพิษ เช่น สารฆ่าเชื้อแบคทีเรียและยาปฏิชีวนะ จุลินทรีย์ไม่สามารถเผาผลาญได้ตามปกติ ทำให้ผลลัพธ์ BOD₅ ไม่น่าเชื่อถือ

• สภาวะการทำงานที่เข้มงวด: ออกซิเจนที่ละลายน้ำ, pH อุณหภูมิ และจำนวนจุลินทรีย์จะต้องคงที่

2.3 การเปรียบเทียบทางเทคนิคระหว่าง COD Cr และ BOD5

III ความสัมพันธ์อัตราส่วนระหว่าง COD Cr และ BOD5 และการใช้งานทางวิศวกรรม

สำหรับระบบน้ำเสียที่มีแหล่งกำเนิดมลพิษค่อนข้างคงที่ จะมีความสัมพันธ์ตามสัดส่วนที่คำนวณได้ระหว่าง COD Cr และ BOD5 ช่วงอัตราส่วน B/C ทั่วไป (BOD5/COD Cr) สำหรับคุณภาพน้ำประเภทต่างๆ มีดังนี้:

IV. สถานการณ์การใช้งานทางวิศวกรรมและประเด็นสำคัญในการบูรณาการระบบ

4.1 การควบคุมกระบวนการบำบัดน้ำเสีย

ในระบบบำบัดทางชีวเคมี เช่น AO, AAO, SBR และ MBR ความผันผวนของ COD ที่มีอิทธิพลส่งผลโดยตรงต่อปริมาณตะกอน ความต้องการออกซิเจนละลาย และปริมาณแหล่งคาร์บอน ข้อมูลการตรวจสอบ COD แบบออนไลน์สามารถเชื่อมต่อกับระบบ PLC /DCS เพื่อควบคุมความถี่ปั๊มยกทางเข้า การควบคุมความเข้มของการเติมอากาศและค่าที่กำหนดของออกซิเจนละลายน้ำ การคำนวณอัตราส่วนการจ่ายแหล่งคาร์บอนภายนอก และการตัดสินสถานะพิษหรือการยับยั้งของตะกอน

4.2 การตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดการปล่อยน้ำเสียอุตสาหกรรม

การควบคุมดูแลสิ่งแวดล้อมจำเป็นต้องมีการทดสอบ COD และ BOD5 เป็นประจำ มาตรฐานการปล่อยน้ำเสียอ้างอิงถึง GB 8978-1996 "มาตรฐานการปล่อยน้ำเสียแบบรวม" และมาตรฐานเฉพาะอุตสาหกรรม มาตรฐานการปล่อยสารชั้นหนึ่งโดยทั่วไปต้องการ: COD ≤ 100มก./ลิตร, BOD₅ ≤ 30 มก./ลิตร

FAQ

Q1:ตัวบ่งชี้ใด, COD หรือ BOD สะท้อนระดับมลพิษที่แท้จริงของแหล่งน้ำได้ดีกว่า?

สะท้อนถึงมิติที่แตกต่างกัน BOD5 นั้นใกล้เคียงกับออกซิเจนละลายจริงที่ใช้ไปในระหว่างกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ในแหล่งน้ำ และเหมาะสำหรับการประเมินผลกระทบต่อการรับแหล่งน้ำ COD สะท้อนถึงภาระอินทรีย์ทั้งหมด และเหมาะสำหรับการออกแบบกระบวนการและการควบคุมการปล่อย ในทางวิศวกรรมจริง ทั้งสองใช้ร่วมกัน

Q2:ทำไม COD จึงสูงกว่า BOD5 เสมอ?

COD การตรวจจับครอบคลุมอินทรียวัตถุทั้งหมดและลดสารอนินทรีย์ BOD5 ตรวจจับเฉพาะอินทรียวัตถุที่จุลินทรีย์สามารถย่อยสลายได้ภายใน 5 วัน ความแตกต่างส่วนใหญ่มาจากอินทรียวัตถุทนไฟและรีดิวซ์สารอนินทรีย์

Q3:อะไรทำให้ BOD5 ไม่สามารถวัดค่าในน้ำเสียอุตสาหกรรมได้

สาเหตุที่เป็นไปได้ ได้แก่ สารพิษในน้ำเสียที่ยับยั้งการทำงานของจุลินทรีย์ (เช่น โลหะหนัก ไซยาไนด์ ฟีนอล ยาปฏิชีวนะ) pH เริ่มต้นอยู่นอกช่วง 5.5~8.5; ออกซิเจนละลายไม่เพียงพอหรือขาดสารอาหารที่จำเป็น (ไนโตรเจน, ฟอสฟอรัส)

Q4:จะเลือกกระบวนการบำบัดตามอัตราส่วน COD /BOD5 ได้อย่างไร?

เมื่อ BOD5/ COD > 0.4 สามารถใช้การบำบัดทางชีวเคมีโดยตรงได้ 0.2~0.4 ต้องมีการปรับสภาพกรดไฮโดรไลซิส< 0.2 suggests advanced oxidation (Fenton, ozone, etc.) + biochemical combined process.

Q5:อะไรคือสาเหตุของการเบี่ยงเบนระหว่างค่าการตรวจสอบ COD ออนไลน์และค่าวิธีกรดไหลย้อนในห้องปฏิบัติการ

สาเหตุการเบี่ยงเบนทั่วไป: ความแตกต่างในตัวแทนตัวอย่างน้ำ (การกระจายอนุภาคแขวนลอยไม่สม่ำเสมอ); ความแตกต่างของเวลาในการย่อย ความเข้มข้นของสารออกซิแดนท์ และสภาวะอุณหภูมิระหว่างอุปกรณ์ออนไลน์และห้องปฏิบัติการ การกำจัดการรบกวนของคลอไรด์ไม่ได้ผล

สรุป

COD และ BOD เป็นตัวบ่งชี้ที่ครอบคลุมของมลพิษอินทรีย์ในน้ำเสีย มีคุณค่าที่ไม่สามารถทดแทนได้ในการใช้งานทางวิศวกรรม โดยการสะท้อนถึงโหลดมลพิษอินทรีย์ที่ซับซ้อนด้วยพารามิเตอร์การตรวจจับเดียว COD มีวงจรการตรวจจับที่สั้นและการนำไปใช้งานในวงกว้าง ทำให้เหมาะสมเป็นพารามิเตอร์หลักสำหรับการควบคุมกระบวนการและมีอิทธิพลต่อการเตือนล่วงหน้า แม้ว่า BOD5 จะมีความล่าช้าในการตรวจจับ แต่ก็สามารถประเมินความสามารถในการทำให้บริสุทธิ์ในแหล่งน้ำและความเหมาะสมในการบำบัดทางชีวเคมีจากมุมมองของความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ ซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำคัญในขั้นตอนการออกแบบกระบวนการ

ในโครงการรวมระบบจริง แนะนำให้ใช้กลยุทธ์ต่อไปนี้:

• ดำเนินการทดสอบ COD และ BOD5 พร้อมกันในระยะยาว เพื่อสร้างฐานข้อมูลอัตราส่วน B/C สำหรับคุณภาพน้ำเฉพาะ

• ใช้ข้อมูลการตรวจสอบ COD ออนไลน์เป็นพื้นฐานสำหรับการควบคุมรายวันและเชื่อมโยงกับ PLC เพื่อปรับพารามิเตอร์กระบวนการโดยอัตโนมัติ

• ดำเนินการตรวจสอบจุด BOD5 เป็นประจำเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพการย่อยสลายที่แท้จริงของระบบชีวเคมี

• ให้ความสนใจกับการรบกวนจากการลดสารอนินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากหน่วยกระบวนการ เช่น ไมโครอิเล็กโทรไลซิสของเหล็ก-คาร์บอน และการกำจัดคลอรีนด้วยสารเคมี

เครื่องมือวิเคราะห์คุณภาพน้ำ COD / BOD ของ NiuBoL รองรับเอาต์พุตโปรโตคอลหลายตัว รวมถึง Modbus RTU , Modbus TCP และ 4-20mA และสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับระบบ SCADA ที่มีอยู่ เพื่อตอบสนองความต้องการบูรณาการของการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม โรงบำบัดน้ำเสียเทศบาล และโครงการติดตามสิ่งแวดล้อมออนไลน์

เอกสารข้อมูลเซ็นเซอร์คุณภาพน้ำ

NBL-WQ-CL เซ็นเซอร์คุณภาพน้ำออนไลน์ Residual คลอรีน Sensor.pdf

NBL-WQ-DO ออนไลน์ Fluorescence Dissolved Oxygen Sensor.pdf

NBL-WQ-NHN แอมโมเนียไนโตรเจนคุณภาพน้ำ Sensor.pdf

NBL-WQ-COD คุณภาพน้ำออนไลน์ COD Sensor.pdf

NBL-WQ-pH ออนไลน์ pH คุณภาพน้ำ Sensor.pdf

NBL-WQ-EC คุณภาพน้ำการนำไฟฟ้าsensor.pdf

NBL-WQ-BOD-4A ออนไลน์ BOD Sensor.pdf

NBL-WQ-TH-4S เซ็นเซอร์ความแข็งรวมออนไลน์.pdf